Stand der Technik
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wickelmaschine zum Erstellen von Wicklungen
eines Elektromotors. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen
einer Wicklung eines Elektromotors.
[0002] Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass Grundkörper von Rotoren oder Statoren
mit einer Wicklung versehen werden, um Elektromotoren herzustellen. Hierzu weist der
Grundkörper Zähne auf, die durch Nuten im Grundkörper gebildet sind. Insbesondere
ist die Nadelwicklungstechnik bekannt, um Statoren im Vollblechschnitt zu bewickeln.
Unter Vollblechschnitt ist zu verstehen, dass der Statorgrundkörper als Ganzes gefertigt
wird und nicht segmentiert ist.
[0003] Ist der Stator segmentiert, so lässt sich eine Wicklung auf jeden Zahn separat aufwickeln,
wobei anschließend ein Zusammensetzen des Stators notwendig ist. Zwar lassen sich
so hohe Nutfüllfaktoren erreichen, allerdings ist eine hohe Komplexität bezüglich
Produktdesign und Prozesskette vorhanden. Der Nutfüllfaktor beschreibt das Verhältnis
von Nutfläche zur Gesamtfläche des die Wicklung darstellenden Drahts im Querschnitt
des Grundkörpers. Die Nutfläche entspricht der Querschnittsfläche, die durch zwei
benachbarte Zähne begrenzt wird. Der Nutfüllfaktor sagt somit aus, in welchem Maße
der vorhandene Raum für die Wicklung genutzt wurde.
[0004] Bei der Nadelwickeltechnik fährt eine Nadel mit einer Düse zur Ausgabe des zu wickelnden
Drahts in radialer Richtung des Stators in die Nut zwischen zwei Zähnen und entlang
der Nut. Auf diese Weise kann der Draht in der Nut platziert werden. Allerdings wird
die Düse durch dieses Bewegen an benachbarten, bereits bewickelten Zähnen vorbeigeführt.
Es muss sichergestellt sein, dass ein Freiraum zwischen den Spulen vorgesehen ist.
Insgesamt sollte ein minimaler Freiraum von etwa dem 2,5-fachen des Drahtdurchmessers
verbleiben.
Offenbarung der Erfindung
[0005] Die erfindungsgemäße Wickelmaschine und das erfindungsgemäße Verfahren ermöglichen
ein Erhöhen der Anzahl von Windungen auf einem Zahn, wodurch ein Nutfüllfaktor vergrößert
wird. Während bei herkömmlichen Nadelwickeltechniken der Nutfüllfaktor etwa 30% beträgt,
wird der Nutfüllfaktor gemäß der erfindungsgemäßen Wickelmaschine oder dem erfindungsgemäßen
Verfahren auf mindestens 40% gesteigert. Dies wird insbesondere dadurch erreicht,
dass sämtliche Lagen der Wicklung eines Zahns geordnet aufgebracht werden, wobei besonders
vorteilhaft zusätzlich ein Haltefinger als Hilfsmittel zur Positionierung der Windungen
verwendet wird.
[0006] Die erfindungsgemäße Wickelmaschine umfasst ein Aufnahmeelement und einen Nadelwickelkopf.
Das Aufnahmeelement dient zum Aufnehmen eines Grundkörpers eines Rotors oder eines
Stators. Der Grundkörper umfasst Zähne, auf die eine Wicklung aufgewickelt werden
soll. Insbesondere ist der Grundkörper im Vollblechschnitt hergestellt, das bedeutet,
der Grundkörper ist nicht segmentiert. Der Nadelwickelkopf weist einen Nadelträger
auf, an dem eine Düse angebracht ist. Die Düse ist insbesondere nadelförmig ausgebildet
und erstreckt sich von dem Nadelwickelkopf weg. Dadurch ist ermöglicht, die Düse durch
den Nadelwickelkopf in eine Nut zwischen zwei Zähnen des Grundkörpers einzuführen.
Über die Düse ist ein zu wickelnder Draht ausgebbar. Durch den Nadelwickelkopf, insbesondere
durch die Düse, ist der Draht parallel zu einer Oberfläche jedes Zahns durch den Grundkörper
und damit entlang der Nut führbar, um den Draht innerhalb einer Nut zwischen zwei
Zähnen des Grundkörpers abzulegen. Auf diese Weise ist jeder Zahn mit dem Draht umwickelbar.
[0007] Die Düse ist schräg in der Nut anordenbar. Dies bedeutet, dass ein Abstand der Düse
zu dem zu bewickelnden Zahn geringer ist als zu einem die Nut begrenzenden benachbarten
Zahn. Die Nut, in der der Draht abgelegt werden soll, wird durch zwei Zähne begrenzt.
Dies sind der zu bewickelnde Zahn und der benachbarte Zahn. Da der benachbarte Zahn
für die Wicklung auf dem zu bewickelnden Zahn keinen Einfluss hat, ist das schrägstellen
der Düse innerhalb der Nut ermöglicht, um somit die Bewicklung des zu bewickelnden
Zahns zu vereinfachen. Durch den geringeren Abstand ist der Draht genauer positionierbar,
um ungeordnete Wicklungen zu vermeiden. Durch das geordnete Ablegen des Drahts lassen
sich geordnete Wicklungen erstellen, die einen höheren Nutfüllgrad aufweisen. Vorteilhafterweise
erfolgt das Schrägstellen durch eine kombinierte Schwenkbewegung und Translation der
Düse relativ zu dem Grundkörper, sodass die Düse nicht wie im Stand der Technik parallel
zu einer radialen Richtung des Stators ausgerichtet ist, sondern vielmehr gewinkelt
zu der radialen Richtung.
[0008] Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
[0009] Die Düse ist bevorzugt parallel zu einer die Nut begrenzenden Seitenfläche des zu
bewickelnden Zahns ausrichtbar. Dies erfolgt insbesondere durch eine kombinierte Translation
und Rotation zwischen Düse und Aufnahmeelement. Durch eine parallele Ausrichtung ist
ein Abstand zwischen der Seitenfläche des zu bewickelnden Zahns und der Düse minimiert.
Somit kann der Draht mit minimalem Abstand zu der Seitenfläche des zu bewickelnden
Zahns ausgegeben werden, was zu einer genauen Positionierung des Drahts führt. Damit
lassen sich Wickelmuster genau fertigen, wodurch die Anzahl an Windungen innerhalb
der Nut maximierbar ist.
[0010] Die Düse ist durch den Nadelträger relativ zu dem Aufnahmeelement zumindest teilweise
um eine Bearbeitungsachse rotierbar. Die Bearbeitungsachse ist vorteilhafterweise
parallel zu einer Mittelachse des Grundkörpers und ist somit bevorzugt parallel zu
einer Rotorachse oder Statorachse. Weiterhin ist vorgesehen, dass die Düse entlang
der Bearbeitungsachse und senkrecht zur Bearbeitungsachse in zumindest zwei, insbesondere
in drei, unabhängigen Raumrichtungen linear verschiebbar ist, wobei durch die Düse
der Draht senkrecht zu der Bearbeitungsachse ausgebbar ist. Vorteilhafterweise ist
außerdem das Aufnahmeelement um eine Rotationsachse parallel zu der Bearbeitungsachse
rotierbar. Die Rotationsachse ist insbesondere die zuvor beschriebene Mittelachse
des Grundkörpers. Somit lässt sich der Draht innerhalb der Nut sehr genau platzieren,
da die Düse durch derart ausgerichtet werden kann, dass ein Abstand zwischen Düse
und Oberfläche des zu bewickelnden Zahns minimiert ist. Dies wird insbesondere durch
eine Translation und Rotation des Nadelträgers bezüglich der Bearbeitungsachse, bevorzugt
mit einer zusätzlichen Rotation des Aufnahmeelements, erreicht. Somit ist eine Platzierungsgenauigkeit
des Drahts innerhalb der Nut optimiert. Durch die genauere Platzierbarkeit ist ermöglicht,
Wickelmuster sehr genau einzuhalten, wodurch eine Wicklungsanzahl innerhalb der Nut
maximiert werden kann.
[0011] Vorteilhafterweise weist die Wickelmaschine einen Haltefinger auf. Durch den Haltefinger
ist der Draht unabhängig von dem Nadelwickelkopf, sowie insbesondere unabhängig von
der Düse, innerhalb der Nut positionierbar. Dadurch ist eine Ziellage des Drahts innerhalb
der Nut festlegbar, wobei das Positionieren des Drahts in die Ziellage unabhängig
von dem Nadelwickelkopf, insbesondere der Position der Düse, erfolgt. Der Haltefinger
ist relativ zu dem Aufnahmeelement bevorzugt in drei unabhängigen Raumrichtungen unabhängig
voneinander bewegbar. Somit lässt sich der Haltefinger relativ zu dem Grundkörper
beliebig positionieren. Dies ermöglicht, dass der Draht an einer beliebigen Stelle
innerhalb der Nut platziert werden kann, ohne dass hierzu eine entsprechende Position
der Düse des Nadelwickelkopfs notwendig ist. Dies bedeutet, dass die Düse lediglich
parallel zu der Nut bewegt werden muss, eine Positionierung durch die Düse jedoch
nicht notwendig ist und vielmehr durch den Haltefinger erfolgt. Durch die Bewegbarkeit
in den drei Raumrichtungen ist diese Positionierung sehr genau ausführbar. Sind mehrere
Haltefinger vorhanden, so ist ein Abstand dieser Haltefinger zueinander bevorzugt
größer als ein Abstand zwischen den Stirnflächen des Grundkörpers, d.h. einer Erstreckung
des Grundkörpers entlang der Mittelachse. Dadurch ist eine relative Bewegung der Haltestifte
zueinander nicht notwendig. Somit erfolgt vorteilhafterweise die zuvor bereits beschriebene
mechanische Fixierung der beiden Haltestifte relativ zueinander. Die Haltefinger sind
besonders vorteilhaft axial außerhalb der Stirnflächen des Grundkörpers angeordnet
und greifen nicht in die Nuten des Grundkörpers ein.
[0012] Bevorzugt muss der Nadelwickelkopf, insbesondere die Düse, nicht zwangsläufig in
die Nut eingreifen, um den Draht in der Nut abzulegen. Vielmehr ermöglicht es die
Wickelmaschine, dass der Nadelwicklungskopf, insbesondere die Düse, außerhalb, insbesondere
vollständig außerhalb, der Nut verbleibt, wobei durch den Haltefinger dennoch ein
Positionieren des Drahts innerhalb der Nut ermöglicht ist, um die Wicklung herzustellen.
Die Düse ist somit durch den Nadelträger außerhalb der Nut führbar. Daher ist ermöglicht,
den Nadelwickelkopf außerhalb der Nut zu führen. Somit lässt sich eine Wicklung realisieren,
ohne dass die Düse in die Nut zwischen zwei Zähnen einzuführen ist. Dies ist insbesondere
dann vorteilhaft, wenn ein Führen des Nadelwickelkopfs, insbesondere der Düse, teilweise
in der Nut zu einer Kollision mit bereits gewickelten Windungen führen würde. Dadurch
ist eine Anzahl von Windungen innerhalb der Nut vergrößerbar, wodurch der Nutfüllfaktor
erhöht ist. Auf diese Weise können Wicklungen auf die Zähne aufgebracht werden, die
im Vergleich zum Stand der Technik eine größere Anzahl von Windungen aufweisen. So
würde im Stand der Technik ab einer bestimmten Windungszahl eine Kollision zwischen
bereits gewickelten Windungen und Düse auftreten. Diese Kollision ist erfindungsgemäß
dadurch verhindert, dass nicht die Düse vor die Positionierung des Drahts verwendet
wird, sondern der Haltefinger. Die Düse kann somit außerhalb der Nut verbleiben, wobei
dennoch ermöglicht ist, den Draht innerhalb der Nut zu positionieren. Alternativ oder
zusätzlich ist die Düse durch den Nadelträger innerhalb der Nut führbar, um den Draht
zur Realisierung der Wicklung innerhalb der Nut zu positionieren. Diese Variante ist
schneller und ermöglicht somit kürzere Wicklungszeiten, um die Wicklung herzustellen.
Besonders vorteilhat sind die beiden Alternativen kombinierbar, indem zunächst ein
Wickeln mit der Düse innerhalb der Nut erfolgt, anschließend, insbesondre wenn die
Düse nicht mehr ohne Gefahr einer Kollision mit bereits gewickelten Windungen in der
Nut geführt werden kann, ein Wickeln mit der Düse außerhalb der Nut durchgeführt wird.
[0013] Vorteilhafterweise weist die Wickelmaschine zwei Haltefinger auf. Dabei ist jeweils
ein Haltefinger auf jeweils einer Stirnseite des Grundkörpers anordenbar. Die Haltefinger
sind besonders vorteilhaft mechanisch gekoppelt. Insbesondere ist außerdem vorgesehen,
dass die Haltefinger L-förmig ausgebildet sind, wobei sich ein Schenkel der L-Form
parallel zu der Mittelachse des Grundkörpers und damit parallel zu einer Rotorachse
oder Statorachse erstreckt. Die Stirnseiten des Grundkörpers sind dabei diejenigen
Seiten, die senkrecht zu der Mittelachse orientiert sind. Besonders vorteilhaft verbleiben
die Haltefinger jeweils außerhalb der Nuten des Grundkörpers und dienen zum Festlegen
einer radialen Position des Drahts, d.h. zum Festlegen eines Abstands des Drahts relativ
zu der Mittelachse. Die Düse des Nadelwickelkopfs kann daher mit einem anderen Abstand
zur Mittelachse geführt werden, da durch den Haltefinger der gewünschte Abstand zur
Mittelachse sichergestellt ist.
[0014] Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Wickeln einer Wicklung auf einem
Zahn eines Grundkörpers, wobei der Grundkörper insbesondere ein Rotorgrundkörper oder
Statorgrundkörper ist. Insbesondere lassen sich nach dem Verfahren alle Zähne des
Grundkörpers bewickeln. Zum Wickeln wird vorteilhafterweise eine Wickelmaschine wie
zuvor beschrieben verwendet. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Zunächst
erfolgt ein Platzieren eines Drahts an einer Startposition einer Nut an einer ersten
Stirnseite des Grundkörpers an dem zu bewickelnden Zahn. Das Platzieren erfolgt mittels
einer nadelförmigen Düse, die an einem Nadelträger eines Nadelwickelkopfs angebracht
ist. Die Startposition ist an einer Nut angebracht, in der der Draht abgelegt werden
soll. Die Düse wird an der Startposition näher an dem zu bewickelnden Zahn angeordnet,
als an einem die Nut begrenzenden benachbarten Zahn. Insbesondere ist die Nut durch
den zu bewickelnden Zahn und den benachbarten Zahn begrenzt. Da der benachbarte Zahn
auf die Wicklung um den zu bewickelnden Zahn keinen Einfluss hat, erfolgt die Positionierung
der Düse näher an dem zu bewickelnden Zahn. Dies ermöglicht ein genaueres Platzieren
des Drahts, sodass Wickelmuster genau gewickelt werden können. Dies ermöglicht ein
Maximieren der der Anzahl an Drähte innerhalb der Nut. Nach dem Platzieren an der
Startposition erfolgt ein Bewegen des Nadelwickelkopfs parallel zu der Nut zu einer
der ersten Stirnseite gegenüberliegenden zweiten Stirnseite. Gleichzeitig erfolgt
ein Ablegen des Drahts innerhalb der Nut, wobei der Draht gemäß der Startposition
innerhalb der Nut abgelegt wird. Während des Bewegens des Nadelwickelkopfs bleibt
die Ausrichtung der Düse unverändert. Zuletzt erfolgt ein Platzieren des Drahts an
einer Zielposition an der zweiten Stirnseite. Durch die Startposition und die Zielposition
wird eine Ziellage des Drahts innerhalb der Nut festgelegt. Somit ist ermöglicht,
dass der Draht genau an einer gewünschten Ziellage innerhalb des Grundkörpers, insbesondere
innerhalb der Nut, platziert wird. Durch die beschriebene Ausrichtung der Düse lässt
sich die Ziellage genau erreichen. Die Düse kann dazu innerhalb der Nut bewegt werden,
oder außerhalb der Nut verbleiben.
[0015] Die Düse wird vorteilhafterweise parallel zu einer die Nut begrenzenden Seitenfläche
des zu bewickelnden Zahns ausgerichtet. Dies erfolgt insbesondere durch eine kombinierte
Translation und Rotation zwischen Düse und Aufnahmeelement. Durch eine parallele Ausrichtung
ist ein Abstand zwischen der Seitenfläche des zu bewickelnden Zahns und der Düse minimiert.
Somit kann der Draht mit minimalem Abstand zu der Seitenfläche des zu bewickelnden
Zahns ausgegeben werden, was zu einer genauen Positionierung des Drahts führt. Damit
lassen sich Wickelmuster genau fertigen, wodurch die Anzahl an Windungen innerhalb
der Nut maximiert ist.
[0016] Um die Düse auszurichten ist vorgesehen, dass der Nadelträger relativ zu dem Aufnahmeelement
zumindest teilweise um eine Bearbeitungsachse rotiert wird. Die Bearbeitungsachse
ist vorteilhafterweise parallel zu einer Mittelachse des Grundkörpers und ist somit
bevorzugt parallel zu einer Rotorachse oder Statorachse. Die Düse wird außerdem senkrecht
zu der Bearbeitungsachse verschoben. Besonders vorteilhaft erfolgt außerdem ein rotieren
des Grundkörpers um eine parallel zur Bearbeitungsachse ausgerichteten Rotationsachse,
die insbesondere der Mittelachse des Grundkörpers entspricht. Somit ist die Düse insbesondere
nicht radial zur Mittelachse des Grundkörpers ausgerichtet, sondern verläuft schräg
zur radialen Richtung bezüglich der Mittelachse. Der Draht wird senkrecht zu der Bearbeitungsachse
ausgegeben. Somit lässt sich der Draht innerhalb der Nut sehr genau platzieren, da
die Düse durch eine kombinierte relative Rotationsbewegung und relative Translationsbewegung
zwischen Nadelträger und Grundkörper derart ausgerichtet wird, dass ein Abstand zwischen
Düse und Oberfläche des zu bewickelnden Zahns minimiert ist. Somit ist eine Platzierungsgenauigkeit
des Drahts innerhalb der Nut optimiert. Durch die genauere Platzierung ist ermöglicht,
Wickelmuster sehr genau einzuhalten, wodurch eine Wicklungsanzahl innerhalb der Nut
maximiert werden kann.
[0017] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Platzieren an der Startposition
an der ersten Stirnseite mittels eines stiftförmigen Haltefingers. Der Haltefinger
ist insbesondere L-förmig ausgebildet. Dabei verbleibt der Nadelwickelkopf, insbesondere
die Düse, außerhalb der Nut. Insbesondere kann die Düse axial außerhalb des Grundkörpers
verbleiben, d.h. die Düse befindet sich auf Höhe des Haltefingers, der an der Stirnseite
des Grundkörpers anordenbar ist. Zum Platzieren des Drahts an der Startposition wird
der Draht vorteilhafterweise von dem Haltefinger aufgefädelt und an eine gewünschte
radiale Position verschoben oder an der gewünschten radialen Position fixiert. Des
Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass der Nadelwickelkopf, insbesondere die Düse,
außerhalb der Nut verbleibt, wenn der Nadelwickelkopf entlang der Nut von der ersten
Stirnseite zu der zweiten Stirnseite bewegt wird, um den Draht in der Nut abzulegen.
Somit wird der Draht in der Nut abgelegt, ohne dass der Nadelwickelkopf, insbesondere
die Düse, in die Nut eingreifen muss. Schließlich erfolgt das Positionieren des Drahts
an der Zielposition an der zweiten Stirnseite mittels eines weiteren stiftförmigen
Haltefingers, der insbesondere identisch zu dem ersten Haltefinger ausgebildet ist.
Besonders vorteilhaft sind der erste Haltefinger und der zweite Haltefinger mechanisch
gekoppelt, insbesondere fest miteinander verbunden und gegeneinander unbeweglich.
Somit erfolgt ein genaues Platzieren des Drahts an der Zielposition, wobei der Nadelwickelkopf,
insbesondere die Düse, außerhalb der Nut verbleibt. Vorteilhafterweise verbleibt die
Düse axial außerhalb des Grundkörpers. Es ist somit ermöglicht, dass der Draht an
der durch Startposition und Zielposition definierten Ziellage abgelegt wird, ohne
dass der Nadelwickelkopf, insbesondere die Düse, durch die Nut bewegt werden muss.
Vielmehr wird durch die Positionierung des Drahts mittels der Haltefinger erreicht,
dass der Draht an einer Ziellage innerhalb der Nut abgelegt werden kann. Die beiden
Haltefinger sind vorteilhafterweise jeweils axial außerhalb der Stirnflächen des Grundkörpers
angeordnet und greifen ebenfalls nicht in die Nuten des Grundkörpers ein.
[0018] Vorteilhafterweise erfolgt nach dem Platzieren des Drahts an der Zielposition an
der zweiten Stirnseite der Ablauf der folgenden Schritte: Zunächst wird der Nadelwickelkopf,
insbesondere die Düse, zu einer benachbarten Nut bewegt. Der zu bewickelnde Zahn ist
zwischen zwei Nuten angeordnet. Um den Zahn zu bewickeln, muss somit in zwei Nuten
ein Ablegen des Drahts erfolgen, um eine umlaufende Windung um den Zahn zu erhalten.
Daher ist vorgesehen, dass die Düse zu derjenigen benachbarten Nut bewegt wird, die
dem zu bewickelnden Zahn zugeordnet ist. Anschließend erfolgt ein Platzieren des Drahts
an einer Startposition an der zweiten Stirnseite des Grundkörpers. Das Platzieren
des Drahts an der Startposition an der zweiten Stirnseite erfolgt mittels eines weiteren
Haltefingers. Somit kann der Draht auch an der zweiten Stirnseite sehr genau platziert
werden, wobei ein Eingreifen des Nadelwickelkopfs, insbesondere der Düse, in die benachbarte
Nut nicht notwendig ist. Wiederum verbleibt der Nadelwickelkopf, insbesondere die
Düse, außerhalb der benachbarten Nut. Anschließend erfolgt ein Bewegen des Nadelwickelkopfs
parallel zu der benachbarten Nut zu der ersten Stirnseite, um den Draht innerhalb
der benachbarten Nut abzulegen, wobei der Nadelwickelkopf, insbesondere die Düse,
außerhalb der benachbarten Nut verbleibt. Zuletzt erfolgt ein Platzieren des Drahts
an einer Zielposition an der ersten Stirnseite, wobei der Nadelwickelkopf, insbesondere
die Düse, wiederum außerhalb der benachbarten Nut verbleibt. Das Platzieren des Drahts
an der Zielposition an der ersten Stirnseite erfolgt mittels des Haltefingers und
ist somit insbesondere unabhängig von der genauen Position der Düse. Durch die Startposition
und die Zielposition eine Ziellage des Drahts innerhalb der benachbarten Nut definiert
ist. Auf diese Weise ist insbesondere erreicht, dass eine Windung der Wicklung um
den Zahn hergestellt wird. Nach einem Bewegen des Nadelwickelkopfs zurück zu der ursprünglichen
Nut kann eine Wiederholung der zuvor genannten Schritte erfolgen, um weitere Windungen
zu wickeln. Das Platzieren des Drahts an der Startposition an der zweiten Stirnseite
kann insbesondere durch ein Abstützen des Drahts an bereits vorhandenen Windungen
erfolgen.
[0019] Besonders vorteilhaft ist vorgesehen, dass eine Wicklung zweistufig hergestellt wird.
Hierzu wird zunächst eine Unterwicklung auf einen Zahn des Grundkörpers aufgebracht.
Anschließend wird auf die Unterwicklung eine Oberwicklung aufgebracht. Die Unterwicklung
wird durch die folgenden Schritte aufgebracht: Zunächst erfolgt ein Platzieren des
Drahts an einer Startposition einer Nut an einer ersten Stirnseite des Grundkörpers.
Das Platzieren erfolgt mittels des Nadelwickelkopfes. Dazu wird insbesondere die Düse
des Nadelwickelkopfes in die Nut eingeführt. Anschließend erfolgt ein Bewegen des
Nadelwickelkopfs parallel zu der Nut zu einer der ersten Stirnseite gegenüberliegenden
zweiten Stirnseite, um den Draht innerhalb der Nut abzulegen. Dabei greift der Nadelwickelkopf,
insbesondere die Düse, zumindest teilweise in die Nut ein, um eine hochgenaue Positionierung
des Drahts innerhalb der Nut zu erreichen. Anschließend erfolgt ein Bewegen des Nadelwickelkopfs
zu einer benachbarten Nut, woraufhin ein Bewegen des Nadelwickelkopfs parallel zu
der benachbarten Nut zurück zu der ersten Stirnseite erfolgt, um den Draht innerhalb
der benachbarten Nut abzulegen. Wiederum erfolgt eine hochgenaue Positionierung des
Drahts an einer Ziellage derart, dass Nadelwickelkopf, insbesondere die Düse, zumindest
teilweise in die Nut eingreift. Schließlich erfolgt ein Platzieren des Drahts an einer
nächsten Startposition der Nut an der ersten Stirnseite des Grundkörpers durch den
Nadelwickelkopf, sodass der Nadelwickelkopf zurück zu der ursprünglichen Nut bewegt
wird. Diese Schritte werden solange wiederholt, bis sämtliche Windungen der Unterwicklung
generiert wurden. Da der Nadelwickelkopf zumindest teilweise in die Nut eingreift,
wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Düse des Nadelwickelkopfs in die Nut eingreift,
kann eine Positionierung einfach und aufwandsarm durch den Nadelwickelkopf erreicht
werden. Die zusätzliche Positionierung durch einen Haltefinger ist nicht notwendig.
Somit lässt sich die Unterwicklung sehr rasch erstellen. Anschließend erfolgt ein
Wickeln der Oberwicklung gemäß den Schritten wie zuvor beschrieben. Insbesondere wird
hierzu der Haltefinger zur Positionierung des Drahts verwendet. Somit ist ein Eingreifen
des Nadelwickelkopfs, insbesondere der Düse, in die Nut nicht mehr erforderlich. Somit
lassen sich weitere Windungen auf die Unterwicklung aufbringen, was im Stand der Technik
nicht möglich wäre. Dadurch ist der Nutfüllfaktor vergrößerbar.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0020] Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende
Zeichnung im Detail beschrieben. Dabei zeigen:
- Figur 1
- eine schematische Übersicht der Wickelmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der
Erfindung,
- Figur 2
- eine schematische Detailansicht der Wickelmaschine gemäß dem Ausführungsbeispiel der
Erfindung während des Wickelns einer Wicklung,
- Figur 3
- eine schematische Detailansicht des Nadelwickelkopfs der Wickelmaschine gemäß dem
Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- Figur 4
- eine schematische Detailansicht der Haltefinger der Wickelmaschine gemäß dem Ausführungsbeispiel
der Erfindung, und
- Figur 5
- eine schematische Schnittansicht durch die Wickelmaschine gemäß dem Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
Ausführungsformen der Erfindung
[0021] Figur 1 zeigt schematisch eine Wickelmaschine 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der
Erfindung. Die Wickelmaschine 1 umfasst ein Aufnahmeelement 11. In das Aufnahmeelement
11 ist ein Grundkörper 4 eines Stators oder eines Rotors einsetzbar. Die Wickelmaschine
1 ist ausgebildet, Zähne 3 des in das Aufnahmeelement 11 eingesetzten Grundkörpers
4 mit einem Draht 8 zu bewickeln. Hierzu ist ein Nadelwickelkopf 5 vorhanden. Der
Nadelwickelkopf 5 umfasst einen Nadelträger 6 und eine Düse 7. Die Düse 7 ist nadelförmig
ausgebildet und an dem Nadelträger 6 angebracht. Durch den Nadelträger 6 ist die Düse
7 bewegbar. Insbesondere ist eine Bearbeitungsachse 100 definiert, entlang derer der
Nadelwickelkopf 5 bewegbar ist, so dass der Nadelträger 6 die Düse 7 entlang der Bearbeitungsachse
100 linear verschieben kann. Die Düse 7 erstreckt sich senkrecht zu der Bearbeitungsachse
100, so dass der Draht 8 senkrecht zu der Bearbeitungsachse 100 ausgebbar ist. Des
Weiteren ist vorgesehen, dass die Düse 7 um die Bearbeitungsachse 100 rotierbar ist.
[0022] Die Bearbeitungsachse 100 ist insbesondere parallel zu der Mittelachse (nicht gezeigt)
des Grundkörpers 4 ausgerichtet. Um eine optimale Platzierbarkeit des Drahts 8 an
dem Grundkörper 4 zu erreichen, ist außerdem vorgesehen, dass in zumindest einer Raumrichtung
ein Verschieben des Nadelwickelkopfs 5 senkrecht zu der Bearbeitungsachse 100 ermöglicht
ist.
[0023] Des Weiteren weist das Aufnahmeelement 11 einen Rotationsantrieb 14 und einen Schwenkantrieb
15 auf. Durch den Rotationsantrieb 14 ist ermöglicht, den Grundkörper 4 um seine Mittelachse
zu rotieren. Durch den Schwenkantrieb 15 ist ermöglicht, den Grundkörper 4 senkrecht
zu seiner Mittelachse und damit senkrecht zu der Bearbeitungsachse 100 zu verschwenken.
Auf diese Weise lassen sich benötigte relative Ausrichtungen von Düse 7 und Grundkörper
4 erreichen.
[0024] Um eine Wicklung auf einen Zahn 3 aufzubringen, ist die Düse 7 durch den Nadelträger
6 in eine Nut 10 (vgl. Figur 2) zwischen zwei Zähnen 3 einführbar. Auf diese Weise
kann mittels herkömmlicher Nadelwickeltechnik eine Wicklung 2 auf die Zähne 3 des
Grundkörpers 4 aufgewickelt werden.
[0025] Ist eine gewissen Anzahl von Windungen auf einen Zahn 3 aufgewickelt, so kann die
Düse 7 nicht mehr in der im Zahn 3 benachbarten Nut 10 eingeführt werden, ohne mit
den bereits gewickelten Windungen zu kollidieren. Dies würde zu einer Beschädigung
des bereits gewickelten Drahts 8 führen, weswegen der Wickelvorgang zu beenden ist,
wenngleich in der Nut 10 ausreichend Platz für weitere Windungen vorhanden wäre.
[0026] Um weitere Windungen auf den Zahn 3 aufzubringen, ist ein Paar von Haltefingern 9
vorhanden. Die Haltefinger 9 sind L-förmig ausgebildet, wobei sich ein Schenkel der
L-Form parallel zu der Bearbeitungsachse 100 erstreckt. Die Haltefinger 9 sind in
drei Raumrichtungen 200, 300, 400 unabhängig voneinander bewegbar. Somit lässt sich
jeder Haltefinger 9 beliebig relativ zu dem Grundkörper 4 platzieren.
[0027] Figur 2 zeigt schematisch den Einsatz des Haltefingers 9 an einer ersten Stirnseite
12 des Grundkörpers 4. So ist bevorzugt vorgesehen, dass die beiden Haltefinger 9
mechanisch gekoppelt sind und einen festgelegten Abstand zueinander aufweisen. Dieser
Abstand ist größer als eine Länge des Grundkörpers entlang seiner Mittelachse und
damit größer als ein Abstand von einer ersten Stirnfläche 12 und einer gegenüberliegenden
zweiten Stirnfläche 13 des Grundkörpers. Somit lassen sich die Haltefinger 9 außerhalb
des Grundkörpers 4 jeweils an der ersten Stirnseite 12 und der zweiten Stirnseite
13 platzieren.
[0028] Sollen weitere Windungen auf eine bereits vorhandene Wicklung eines Zahns 3 aufgebracht
werden, so kann die Düse 7 nicht in die Nut 10 zwischen zwei Zähnen 3 eingreifen,
da dies, wie zuvor beschrieben, zu einer Kollision mit bereits gewickelten Drähten
8 führen würde. Daher verbleibt die Düse 7 außerhalb der Nut 10, wobei gleichzeitig
eine Platzierung des Drahts 8 durch den Haltefinger 9 vorgenommen wird. Insbesondere
bedeutet dies, dass eine bezüglich der Mittelachse des Grundkörpers 4 radiale Position
des Drahts 8 durch den Haltefinger 9 festgelegt wird. Die Düse 7 kann dadurch an einer
anderen radialen Position, insbesondere außerhalb der Nut 10, bewegt werden, wobei
gleichzeitig der Draht 8 an der gewünschten radialen Position, insbesondere innerhalb
der Nut 10, abgelegt wird. Ist die Düse 7 bis an die zweite Stirnseite 13 bewegt,
so kann die Düse 7 axial (bezüglich der Mittelachse des Grundkörpers 4) außerhalb
des Grundkörpers 4 an eine Zielposition bewegt werden, um den Draht 8 an eine gewünschte
Ziellage innerhalb der Nut 10 zu bewegen. Anschließend kann der Draht 8 zur Verlegung
in einer benachbarten Nut 10 durch den Haltefinger 9 an der zweiten Stirnseite 13
entsprechend platziert werden, so dass die Düse 7 zurück zu der ersten Stirnseite
12 bewegt werden kann, wobei wiederum die Düse 7 außerhalb der Nut 10 verbleibt, der
Draht 8 jedoch aufgrund des Haltefingers 9 innerhalb der Nut 10 abgelegt wird. Somit
lassen sich zusätzliche Windungen auf jeden Zahn 3 aufwickeln, wodurch ein Nutfüllfaktor
erhöht ist. Der Nutfüllfaktor stellt das Verhältnis einer Querschnittsfläche der Nut
10 zu der gesamten Querschnittsfläche der vorhandenen Wicklung innerhalb der Nut 10
dar.
[0029] Besonders bevorzugt umfasst das Ablegen des Drahts 8 in der Nut 10 somit drei Schritte:
Zunächst wird die Düse 7 außerhalb des Grundkörpers 4 an eine gewünschte radiale Position
überführt. Diese gewünschte radiale Position entspricht derjenigen radialen Position,
an der der Draht 8 innerhalb der Nut 10 abgelegt werden soll. Da sich die Düse 7 außerhalb
des Grundkörpers 4 befindet, das bedeutet axial außerhalb des Grundkörpers 4, ist
keine Gefahr einer Kollision mit vorhandenen Wicklungen 2 gegeben. Anschließend erfolgt
ein Halten des Drahts 8 an der gewünschten radialen Position mittels des Haltefingers
9. Alternativ oder zusätzlich kann ein Positionieren des Drahts 8 an der radialen
Position auch durch den Haltefinger 9 selbst erfolgen. Anschließend wird die Düse
zunächst radial Richtung Mittelachse des Grundkörpers 4 bewegt, um die Düse parallel
zu der Bearbeitungsachse 100 und damit parallel zu der Mittelachse des Grundkörpers
4 zu bewegen. Sind die Zähne 3 schräg an den Grundkörper 4 angebracht, so erfolgt
gleichzeitig ein Rotieren des Grundkörpers 4 mittels des Rotationsantriebs 14. Da
die Düse 7 zuvor radial bewegt wurde, befindet sich die Düse 7 während des gesamten
Verschiebens parallel zu der Mittelachse außerhalb der Nut 10. Sobald die Düse 7 entlang
der gesamten Nut 10 bewegt wurde und wiederum axial außerhalb des Grundkörpers 4 angeordnet
ist, erfolgt ein erneutes radiales Bewegen, um eine radiale Zielposition des Drahts
8 auch an der zweiten Stirnseite 13 zu erreichen. Da sich die Düse 7 außerhalb des
Grundkörpers befindet, ist eine Kollision mit vorhandenen Wicklungen 2 wiederum ausgeschlossen.
Der Draht 8 wurde somit an einer gewünschten Position innerhalb der Nut 10 platziert,
ohne dass die Düse 7 selbst innerhalb der Nut 10 angeordnet werden muss.
[0030] Vorteilhafterweise wird die Wicklung 2 zweiteilig gewickelt. Hierzu erfolgt zunächst
das Wickeln einer Unterwicklung und anschließend das Wickeln einer Oberwicklung auf
die Unterwicklung. Zum Wickeln der Unterwicklung wird der Haltefinger 9 nicht benötigt.
Vielmehr ist zum Wickeln der Unterwicklung vorgesehen, dass die Düse 7 in die Nut
10 eingreift und somit den Draht 8 innerhalb der Nut 10 platziert. Um ein optimales
Platzieren des Drahts 8 innerhalb der Nut 10 zu erreichen, ist die Düse 7, wie bereits
beschrieben, um die Bearbeitungsachse 100 rotierbar. Der Vorteil dieser Bewegung ist
in Figur 3 gezeigt. Der Haltefinger 9 kann insbesondere auch vertikal bewegbar sein,
was in den Figuren der Raumrichtung 200 entspricht, um den Draht 8 in die erforderliche
Position zu ziehen.
[0031] Figur 3 zeigt schematisch auf der oberen Seite eine Abbildung, bei der der Nadelträger
6 die Düse 7 nicht schräg in die Nut 10 eingreift und somit ein Abstand der Düse 7
zu den beiden die Nut begrenzenden Zähnen 3 gleich groß ist. Auf der unteren Seite
ist schematisch der Fall dargestellt, dass der Nadelträger 6 die Düse 7 durch eine
Rotationsbewegung und Translationsbewegung bezüglich der Bearbeitungsachse 100 schräg
zur Nut 10 ausgerichtet hat. Durch diese Rotation und Translation ist ermöglicht,
die Düse 7 schräg in die Nut 10 einzuführen und insbesondere parallel zu dem zu bewickelnden
Zahn 3 auszurichten. Dies führt zu einer Verringerung des Abstands X zwischen Austrittspunkt
des Drahts 8 aus der Düse 7 und Oberfläche des zu bewickelnden Zahns 3. Durch diesen
verringerten Abstand X kann der Draht 8 hochgenau innerhalb der Nut positioniert werden.
Somit lässt sich die Unterwicklung nach einem sehr genauen Muster fertigen. Die in
der unteren Darstellung der Figur 3 gezeigte Position lässt sich insbesondere dadurch
erreichen, dass die Düse 7 um die Bearbeitungsachse 100 rotiert wird, während zusätzlich
eine Translation erfolgt, bei der die Bearbeitungsachse 100 bezüglich der Mittelachse
des Grundkörpers 4 radial verschoben wird. Des Weiteren wird der Grundkörper 4 um
dessen Mittelachse rotiert. Durch eine Überlagerung dieser Bewegungen ist eine Ausrichtung
wie in Figur 3 unten gezeigt ermöglicht. Alternativ kann der Nadelträger 6 die Düse
7 auch in zwei unabhängige Richtungen senkrecht zur Bearbeitungsachse 100 verschieben
und um die Bearbeitungsachse 100 rotieren, um die Düse 7 wie in Figur 3 unten gezeigt
auszurichten. In diesem Fall wird keine Rotation des Grundkörpers benötigt.
[0032] Durch die Wickelmaschine 1 ist somit eine Wicklung 2 an dem Grundkörper 4 sehr genau
anbringbar. Insbesondere lassen sich eine Vielzahl von Windungen auf die Zähne 3 des
Grundkörpers 4 wickeln, wobei insbesondere bei Vollblechschnitten eine höhere Windungszahl
als Stand der Technik erreicht werden kann.
[0033] Die Figur 4 zeigt eine schematische Teilansicht der Haltefinger 9. Figur 5 zeigt
eine schematische Schnittansicht durch einen Teil der Wickelmaschine 1. Insbesondere
ist in Figur 5 ersichtlich, dass die Zähne 3 des Grundkörpers 4 abgeschrägt sind und
somit nicht parallel zu der Mittelachse des Grundkörpers 4 verlaufen. Daher ist während
des Wickelvorgangs eine Rotation des Grundkörpers 4 mittels des Rotationsantriebs
14 notwendig, um die Düse 7 parallel zu einer Nut 10 zwischen den Zähnen 3 zu führen.
[0034] Mit der Wickelmaschine 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung lässt sich die
Wicklung 2 somit fertigen. Im Folgenden wird ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben, mit dem die Wicklung 2 auf die Zähne 3 des Grundkörpers
4 aufwickelbar ist:
Zunächst erfolgt das Wickeln der Unterwicklung. Hierzu wird der Draht 8 an einer Startposition
an der ersten Stirnseite 12 des Grundkörpers 4 platziert. Dies erfolgt insbesondere
dadurch, dass sich die Düse 7 an der ersten Stirnseite 12 des Grundkörpers 4 außerhalb
einer Nut 10 befindet. Die Startposition entspricht insbesondere einer bezüglich der
Mittelachse des Grundkörpers 4 festgelegten radialen Position. Dem zu bewickelnden
Zahn 3 sind zwei benachbarte Nuten 3 zugeordnet. Somit wird die Düse 7 durch eine
der Nuten 10 bewegt, um den Draht innerhalb der Nut 10 in einer Ziellage abzulegen.
Durch die rotierbare Düse 7 lässt sich die Düse dabei parallel zu der Oberfläche des
zu bewickelnden Zahns 3 ausrichten. Die Düse 7 wird anschließend an der zweiten Stirnseite
13 des Grundkörpers 4 zu einer benachbarten Nut 10 bewegt, die ebenfalls dem zu bewickelnden
Zahn 3 zugeordnet ist. Anschließend erfolgt ein Bewegen der Düse 7 in der benachbarten
Nut 10, um den Draht 8 innerhalb der benachbarten Nut 10 an einer Ziellage abzulegen.
Die Düse 7 befindet sich dann wieder an der ersten Stirnseite 12. Daher erfolgt ein
Bewegen der Düse 7 zurück zu der ursprünglichen Nut 10 und ein Platzieren des Drahts
8 an einer nächsten Startposition an der ersten Stirnseite 12. Anschließend werden
diese Schritte solange durchgeführt, bis sämtliche Windungen der Unterwicklung auf
den Zahn 3 aufgebracht sind.
[0035] Nach dem Wickeln der Unterwicklung erfolgt das Wickeln der Oberwicklung. Zum Wickeln
der Oberwicklung kann die Düse 7 nicht mehr in die Nut 10 eingreifen, da dies zu einer
Kollision mit den bereits gewickelten Windungen der Unterwicklung führen würde. Daher
wird die Düse 7 axial außerhalb des Grundkörpers 4 an eine Startposition bewegt. Zusammen
mit dem Haltefinger 9 an der ersten Stirnseite 12 des Grundkörpers erfolgt ein Platzieren
des Drahts an einer gewünschten Startposition. Insbesondere ist besagte Startposition
eine radiale Position relativ zu der Mittelachse des Grundkörpers 4. Die Düse 7 wird
anschließend parallel zu der Nut 10 bewegt, wobei die Düse 7 außerhalb der Nut 10
verbleibt. Da der Draht 8 durch den Haltefinger 9 in der Startposition gehalten wurde,
wird der Draht 8 hingegen innerhalb der Nut 10 abgelegt. Sobald die Düse 7 die zweite
Stirnseite 13 des Grundkörpers 4 erreicht hat, erfolgt ein radiales Bewegen der Düse
7 zu einer Zielposition. Da sich die Düse 7 axial außerhalb des Grundkörpers 4 befindet,
ist wiederum keine Gefahr der Kollision mit den Windungen der Unterwicklung gegeben.
Durch das radiale Bewegen wird der Draht 8 an einer Zielposition an der zweiten Stirnseite
13 entsprechend platziert. Dies führt dazu, dass der gesamte Draht 8 eine Ziellage
innerhalb der Nut 10 erreicht.
[0036] Anschließend erfolgt ein Bewegen der Düse 7 zu der benachbarten Nut 10. Hier erfolgt
wiederum ein Platzieren des Drahts 8 an der Startposition unter Zuhilfenahme des Haltefingers
9, wobei die Düse 7 wiederum außerhalb des Grundkörpers 4 verbleibt und somit auch
in die benachbarte Nut 10 nicht eingreift. Das Ablegen des Drahts 8 innerhalb der
benachbarten Nut erfolgt auf dieselbe Art und Weise wie zuvor für die Nut 10 beschrieben.
Somit erfolgt das Wickeln der Oberwicklung unter Zuhilfenahme der Haltefinger 9 der
Wickelmaschine 1, so dass die Oberwicklung sicher und zuverlässig angebracht werden
kann. Durch die Oberwicklung ist der Nutfüllfaktor der Wicklung im Vergleich zum Stand
der Technik vergrößert.
1. Wickelmaschine (1) umfassend
• ein Aufnahmeelement (11) zum Aufnehmen eines Grundkörpers (4) umfassend Zähne (3),
auf die eine Wicklung (2) aufzuwickeln ist,
• einen Nadelwickelkopf (5), durch den ein Draht (8) parallel zu einer Oberfläche
jedes Zahns (3) durch den Grundkörper (4) führbar ist, um den Draht (8) innerhalb
einer Nut (10) zwischen zwei Zähnen (3) des Grundkörpers (4) abzulegen, sodass ein
zu bewickelnder Zahn (3) mit dem Draht (8) umwickelbar ist,
• wobei der Nadelwickelkopf (5) einen Nadelträger (6) aufweist, an dem eine nadelförmige
Düse (7) angebracht ist, über die ein zu wickelnder Draht (8) ausgebbar ist,
• wobei die Düse (7) schräg in der Nut (10) anordenbar ist, sodass ein Abstand der
Düse (7) zu dem zu bewickelnden Zahn (3) kleiner ist als zu einem die Nut (10) begrenzenden
benachbarten Zahn (3).
2. Wickelmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (8) parallel zu einer die Nut (10) begrenzenden Seitenfläche des zu bewickelnden
Zahns (3) ausrichtbar ist.
3. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (7) durch den Nadelträger (6) relativ zu dem Aufnahmeelement (11) um eine
Bearbeitungsachse (100) rotierbar und entlang sowie senkrecht zu der Bearbeitungsachse
(100) in drei unabhängigen Raumrichtungen linear verschiebbar ist, wobei durch die
Düse (7) der Draht (8) senkrecht zu der Bearbeitungsachse (100) ausgebbar ist, und
wobei das Aufnahmeelement (11) insbesondere um eine zu der Bearbeitungsachse (100)
parallelen Rotationsachse rotierbar ist.
4. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
• zumindest ein stiftförmigen Haltefinger (9), der relativ zu dem Aufnahmeelement
(11) in drei unabhängigen Raumrichtungen (200, 300, 400) unabhängig voneinander bewegbar
ist
• wobei der Draht (8) durch den Haltefinger (9) unabhängig von dem Nadelwickelkopf
(5) innerhalb der Nut (10) positionierbar ist, um eine Ziellage des Drahts (8) innerhalb
der Nut (10) festzulegen.
5. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (7) durch den Nadelträger (6) außerhalb der Nut (10) führbar und der Haltefinger
(9) zur Positionierung des Drahtes (8) innerhalb der Nut (10) zur Realisierung der
Wicklung (2) ausgebildet ist und/oder dass die Düse (7) durch den Nadelträger (6)
innerhalb der Nut (10) führbar ist, um den Draht (8) zur Realisierung der Wicklung
(2) zu positionieren.
6. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Haltefinger (9) auf jeweils einer Stirnseite (12, 13) des Grundkörpers
(4) anordenbar ist, wobei die Haltefinger (9) insbesondere mechanisch gekoppelt sind.
7. Verfahren zum Herstellen einer Wicklung (2) auf Zähnen (3) eines Grundkörpers (4)
umfassend die Schritte:
• Platzieren eines Drahts (8) an einer Startposition an einer ersten Stirnseite (12)
des Grundkörpers (4) an einem zu bewickelnden Zahn (3) mittels einer nadelförmigen
Düse (7), die an einem Nadelträger (6) eines Nadelwickelkopfs (5) angebracht ist,
wobei die Startposition an einer Nut (10) angeordnet ist, in der der Draht (8) abgelegt
werden soll, und wobei die Düse (7) näher an dem zu bewickelnden Zahn (3) angeordnet
ist, als an einem die Nut (10) begrenzenden benachbarten Zahn (3),
• Bewegen des Nadelwickelkopfs (5) entlang der Nut (10), um den Draht (8) innerhalb
der Nut (10) abzulegen, wobei die Ausrichtung der Düse (7) unverändert bleibt, und
• Platzieren des Drahts (8) an einer Zielposition an einer der ersten Stirnseite (12)
gegenüberliegenden zweiten Stirnseite (13), wobei durch die Startposition und Zielposition
eine Ziellage des Drahts (8) innerhalb der Nut (10) definiert ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (8) zum Platzieren des Drahts (8) an der Startposition und/oder zum Bewegen
des Nadelwickelkopfs (5) parallel zu einer die Nut (10) begrenzenden Seitenfläche
des zu bewickelnden Zahns (3) ausgerichtet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (7) durch den Nadelträger (6) relativ zu dem Grundkörper (4) um eine Bearbeitungsachse
(100) rotiert und senkrecht zu der Bearbeitungsachse (100) linear verschoben wird,
und wobei insbesondere der Grundkörper (4) um eine zu der Bearbeitungsachse (100)
parallelen Rotationsachse rotiert wird, um die Düse (7) näher an der Seitenfläche
des zu bewickelnden Zahns (3) anzuordnen, als an dem der Seitenfläche gegenüberliegenden
benachbarter Zahn (3).
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet dass:
• der Draht (8) an der Startposition an der ersten Stirnseite (12) des Grundkörpers
(4) mittels eines stiftförmigen Haltefingers (9) platziert wird, wobei der Nadelwickelkopf
(5), insbesondere die Düse (7), außerhalb der Nut (10) verbleibt,
• der Nadelwickelkopf (5), insbesondere die Düse (7), außerhalb der Nut (10) verbleibt,
wenn dieser entlang der Nut (10) bewegt wird, um den Draht (8) innerhalb der Nut (10)
abzulegen, und
• der Draht (8) an der Zielposition an der zweiten Stirnseite (13) mittels eines weiteren
stiftförmigen Haltefingers (9) platziert wird, wobei der Nadelwickelkopf (5), insbesondere
die Düse (7), außerhalb der Nut verbleibt.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Platzieren des Drahts (8) an der Zielposition an der zweiten Stirnseite
(13) die folgenden Schritte ausgeführt werden:
• Bewegen des Nadelwickelkopfs (5) zu einer benachbarten Nut (10),
• Platzieren des Drahts (8) an einer Startposition an der zweiten Stirnseite (13)
des Grundkörpers (4) mittels des weiteren Haltefingers (9), wobei der Nadelwickelkopf
(5), insbesondere die Düse (7), außerhalb der benachbarten Nut (10) verbleibt,
• Bewegen des Nadelwickelkopfs (5) parallel zu der benachbarten Nut (10), wobei der
Nadelwickelkopf (5), insbesondere die Düse (7), außerhalb der benachbarten Nut (10)
verbleibt, um den Draht (8) innerhalb der benachbarten Nut (10) abzulegen und
• Platzieren des Drahts (8) an einer Zielposition an der ersten Stirnseite (12) mittels
des Haltefingers (9), wobei der Nadelwickelkopf (5), insbesondere die Düse (7), außerhalb
der benachbarten Nut (10) verbleibt und wobei durch die Startposition und Zielposition
eine Ziellage des Drahts (8) innerhalb der benachbarten Nut (10) definiert ist.
12. Verfahren zum Herstellen einer Wicklung (2) auf Zähnen (3) eines Grundkörpers (4)
mittels einer Wickelmaschine (1) wie zuvor beschrieben, wobei zunächst zumindest eine
Unterwicklung auf einen Zahn (3) des Grundkörpers (4) und anschließend auf die Unterwicklung
eine Oberwicklung aufgebracht wird, umfassend die Schritte:
• Platzieren des Drahts (8) an einer Startposition einer Nut (10) auf einer ersten
Stirnseite (12) des Grundkörpers (4) mittels des Nadelwickelkopfs (5),
• Bewegen des Nadelwickelkopfs (5) parallel zu der Nut (10) zu einer der ersten Stirnseite
(12) gegenüberliegenden zweiten Stirnseite (13) des Grundkörpers (4), um den Draht
(8) innerhalb der Nut (10) an einer Ziellage abzulegen, wobei der Nadelwickelkopf
(5), insbesondere die Düse (7), zumindest teilweise in die Nut (10) eingreift,
• Bewegen des Nadelwickelkopfs (5) an der zweiten Stirnseite (13) zu einer benachbarten
Nut (10) und Bewegen des Nadelwickelkopfs (5) parallel zu der benachbarten Nut (10)
zurück zu der ersten Stirnseite (12), um den Draht (8) innerhalb der benachbarten
Nut (10) an einer Ziellage abzulegen, wobei der Nadelwickelkopf (5), insbesondere
die Düse (7), zumindest teilweise in die Nut (10) eingreift,
• Platzieren des Drahts (8) an einer nächsten Startposition der Nut (10) an der ersten
Stirnseite (12) des Grundkörpers (4) mittels des Nadelwickelkopfs (5),
• Wiederholen der genannten Schritte des Verfahrens und Platzierens bis alle Windungen
der Unterwicklung erzeugt wurden,
• Wickeln der Oberwicklung gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11.